Pengertian Bioteknologi Konvensional dan Modern

Perbedaan Bioteknologi Konvensional dengan Bioteknologi Modern

Pengertian Bioteknologi, Bioteknologi adalah ilmu terapan yang mempelajari prinsip- prinsip ilmu biologi yang digunakan oleh manusia untuk tujuan tertentu.

Secara umum bioteknologi dapat dikatagorikan menjadi bioteknologi konvensional atau tradisional dan bioteknologi modern. Bioteknologi konvensional umumnya dilakukan denga cara sederhana. Diptoduksi dalam jumlah kecil atau tidak diproduksi secara terbatas. Selain itu tidak menggunakan prinsip -prinsip keilmiahan.

Pengertian Bioteknologi Konvensional,

Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang mengandalkan jasa mikroba untuk menghasilkan produk baru lain, yang sesuai dengan kebutuhan manusia melalui proses fermentasi.

Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang dalam pelaksanaannya memanfaatkan organisme atau mikroba untuk menghasilkan suatu produk seperti senyawa kimia atau produk lainnya dengan memanfaatkan aktivitas- aktivitas mikroba dan belum menggunakan enzim.

Adapun Ciri -ciri bioteknologi konvensional adalah:

  1. Sudah Dikenal sejak awal peradaban manusia.
  2. Menggunakan secara langsung hasil yang diproduksi organisme atau mikroorganisme berupa senyawa kimia atau bahan pangan tertentu yang bermanfaat bagi manusia.
  3. Peralatan yang digunakan relative sederhana.
  4. Mikroorganisme yang digunakan relative terbatas.

Contoh Produk Bioteknologi Konvensional

Contoh produk bioteknologi konvensional yang telah lama ada diantaranya pembuatan tempe, oncom, tape, tuak, dan kecap. Dalam bioteknologi konvensional biasanya hanya memanfaatkan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur.

Pengertian Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern umumnya dilakukan dengan menggunakan peralatan yang lebih modern atau canggih. Diproduksi dalam jumlah besar dan menggunakan prinsip- prinsip ilmiah.

Selain menggunakan mikroorganisme, Bioteknologi modern juga dapat menggunakan bagian- bagian tubuh organisme seperti tumbuhan dan hewan.

Bioteknologi modern adalah bioteknologi yang menggunakan biologi molekuler dan sel untuk menghasilkan produk yang berguna bagi manusia. Penerapan bioteknologi modern berlandaskan pada rekayasa genetika dan rekayasa biokimia.

Rekayasa genetika adalah metoda atau teknik pengambilan gen tertentu untuk menghasilkan organisme yang mempunyai keunggulan atau kelebihan secara genetik. Sedangkan, rekayasa biokimia seperti penggunaan tangki reaktor untuk pertumbuhan mikroorganisme untuk proses biologis tertentu agar tidak terpengaruh atau terkontaminasi oleh mikroorganisme lain.

Adapun Ciri -ciri bioteknologi modern adalah:

  1. Bioteknologi modern Mulai berkembang sejak ditemukan DNA.
  2. Mikroorganisme atau Organisme digunakan dengan tujuan untuk memperbaiki dan meningkatkan kinerja genetik suatu organisme yang berguna bagi manusia
  3. Peralatan – peralatan yang digunakan lebih modern.
  4. Pemanfaatan mikroorganisme menggunakan teknologi yang modern.

Contoh Produk Bioteknologi Modern

Contoh produk bioteknologi modern misalnya produksi vaksin, asam amino, obat, pengolahan limbah, pembasmian hama tanaman, dan penghasil logam.

Bioteknologi dalam Bidang Peternakan

Bioteknologi dapat digunakan untuk memproduks dan mengembangkan produk -produk yang digunakan dalam bidang peternakan, seperti vaksin dan antibodi. Selain itu, dimanfaatkan untuk mengobati berbagai penyakit hewan dan hormone pertumbuhan untuk merangsang pertumbuhan hewan ternak melalui rekombinasi DNA.

Rekayasa genetika merupakan kegiatan manipulasi sifat makhluk hidup agar menghasilkan makhluk hidup dengan sifat yang diinginkan. Manipulasi sifat genetik ini dilakukan dengan menambah atau mengurangi DNA. DNA rekombinan merupakan proses menggabungkan dua DNA dari sumber yang berbeda.

Dikembangkan juga organisme transgenetik, yaitu organisme yang mengandung gen dari spesies lain. Organisme transgenetik dilakukan dengan cara menyuntikkan DNA asing ke dalam sel -sel telur atau sel- sel embrio awal sehingga dihasilkan organisme yang baru dengan kualitas sesuai yang  diharapkan.

Bioteknologi dalam Bidang Pertanian

Bioteknologi yang dikembangankan dan diterapkan di bidang pertanian diantaranya adalah kultur jaringan yang dimanfaatkan untuk menghasilkan tanaman tahan hama dan pengembangan tanaman denganmenggunakan media selain tanah yang dikenal dengan nama hidroponik.

Kultur jaringan tumbuhan dilakukan dengan mengambil beberapa milimeter pucuk tumbuhan yang mengandung jaringan muda atau jaringan lain yang bersifat meristematik. Bagian tumbuhan yang dikultur ini disebut sebagai eksplan.

Dalam bidang pertanian, bioteknologi dilakukan dengan cara menanam tanaman dalam media selain tanah, yang disebut hidroponik. Hidroponik adalah teknik menanam tanaman dalam media selain tanah. Penerapannya dilakukan dengan menggunakan media air atau pasir.

Hidroponik dengan media air. Tumbuhan ditanam di dalam air dan ditambah unsur-unsur hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan tersebut.

Hidroponik dengan media pasir. Media yang digunakan dapat juga dengan arang, sabut kelapa, atau batubatuan. Dalam teknik ini, sebaiknya ditambahkan unsur -unsur hara. Dalam teknik hidroponik yang perlu diperhatikan adalah kelembapan udara dan intensitas cahaya supaya tanaman dapat tumbuh dan berkembang dengann baik.

Bioteknologi dalam Bidang Kedokteran

Bioteknologi di bidang kedokteran dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, di antaranya adalah pembuatan antibody monoclonal, terapi gen manusia, pembuatan obet dan vaksin,

Pembuatan Antibodi Monoklonal

Antibodi berupa protein yang dihasilkan oleh sel limfosit B atau sel T untuk melawan antigen atau benda asing yang masuk ke dalam tubuh. Secara alami, tubuh memiliki kemampuan untuk memproduksi antibodi. Fusi atau penggabungan antara sel limfosit B dan sel myeloma menghasilkan sel hibridoma. Sel ini berfungsi untuk mengatasi penyakit kanker.

Terapi Gen Manusia

Rekayasa genetik mempunyai potensi untuk memperbaiki kelainan genetik secara individual. Terapi gen merupakan perbaikan kelainan genetik dengan memperbaiki gen. Untuk kelainan genetik yang diakibatkan oleh tidak berfungsinya satu alela, secara teoritis dapat diperbaiki dengan mengganti gen yang tidak normal dengan gen normal dengan menggunakan teknik rekombinasi DNA.

Alela yang baru dapat disisipkan ke dalam sel- sel somatis pada anak- anak dan dewasa, sel-sel germ (se l-sel yang memproduksi gamet), atau sel- sel embrio.

Pembuatan Obat dan Vaksin

Penyakit yang disebabkan oleh virus tidak dapat diobati sehingga perlu dilakukan pencegahan dengan menggunakan vaksin. Ada dua jenis vaksin tradisional untuk penyakit yang disebabkan oleh virus, yaitu Partikel virus dan virus aktf,. Kedua virus tersebut dapat merangsang tubuh menghasilkan antibodi untuk melawan penyakit.

Bioteknologi telah mengembangkan dan melakukan modifikasi terhadap vaksin sehingga diperoleh vaksin yang lebih efektif melalui DNA rekombinan dan Rekayasa genetika.

DNA rekombinan dapat menstimulasi pembuatan suatu protein khusus dalam jumlah besar dari selubung protein virus, bakteri, dan mikroba lain. Protein ini dapat memicu terbentuknya respon kekebalan untuk melawan penyakit.

Rekayasa genetika dapat digunakan untuk memodifikasi genom patogen sehingga menjadi lemah. Vaksinasi dengan makhluk hidup yang lemah lebih efektif dari protein vaksin karena hanya dengan memasukkan sedikit saja akan menghasilkan respon kekebalan yang besar.

Bioteknologi dalam Bidang Industri

Dalam bidang industry, bioteknologi seperti Proses fermentasi digunakan untuk pembuatan anggur, antibiotik dan senyawa lain dapat ditingkatkan dan dikembangkan dengan menggunakan teknologi DNA rekombian. Sebagai contohnya adalah penambahan gen pada sintetis amilase ke dalam ragi Saccharomyces memungkinkan mikroorganisme ini untuk mengkonversi tepung menjadi alkohol.

Kegunaan lain adalah mikroba akan mampu melakukan penguraian selulose atau lignin, pembuatan bahan bakar, membersihkan lingkungan dari polutan, menambang logam dari bijih yang berkadar rendah. Strain bakteri Pseudomonas putida misalnya telah dikenal sebagai bakteri yang dapat mendegradasi komponen – komponen minyak yang tumpah di laut.

Pada industry logam, teknik leaching atau ekstraksi logam mulai dari bijih tembaga sampai ke uranium telah dilakukan dengan menggunakan bakteri tertentu dari genus Thiobacillus.

Bioteknologi dalam Bidang Energi

Bakteri yang berfungsi sebagai pengurai, seperti yang hidup di lambung sapi atau hewan memamah biak lainnya, dapat menghasilkan enzim selulosa yang mampu merombak selulosa menjadi karbon dioksida (CO2) dan metana (CH4). Metana ini merupakan sumber energi yang kemudian disebut sebagai gas bio.

Dengan menggunakan metoda atau teknik sederhana, limbah pertanian atau limbah peternakan dan sampah – sampah yang mengandung selulosa dapat difermentasikan menggunakan bakteri pengurai berubah menjadi gas bio. Gas bio dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar kompor. Adapun sisa limbahnya dapat digunakan untuk pupuk. Bakteri pengurai tersebut terdapat melimpah dan ditemukan di mana- mana.

Mikroskop Optik Cahaya

Pengertian – Dasar Teori Mikroskop 

Mikroskop adalah alat yang biasa digunakan untuk mengamati objek (berupa sampel) yang ukurannya sangat kecil yang tidak dapat diamati oleh mata biasa. Mikroskop pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan dari Belanda bernama Antony van Leeuwenhoek. Dengan ditemukannya  mikroskop, pengamatan, penelitian terhadap objek yang sangat kecil seperti sel makhluk hidup atau mikroorganisme atau mikro struktur logam dapat diobservasi atau diteliti dengan mudah..

Jenis Macam Mikroskop

Berdasarkan sumber cahaya dan kemampuan pembesarannya, mikroskop dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu mikroskop cahaya atau optik dan mikroskop elektron.

Mikroskop Cahaya atau Mikroskop Optik

Mikroskop optic menggunakan cahaya sebagai sumber cahayanya. Yang menjadi sumber cahaya adalah matahari atau lampu. Mikroskop ini menggunakan lensa yang terbuat dari kaca atau glass.

Perbesaran total yang dihasilkan mikroskop merupakan perkalian antara perbesaran yang dihasilkan oleh lensa objektif dan perbesaran sudut yang dihasilkan oleh lensa okuler. Secara matematis, perbesaran total yang dihasilkan mikroskop ditulis sebagai berikut.

M = Mob × Mok

M = perbesaran total yang dihasilkan mikroskop,

Mob = perbesaran yang dihasilkan lensa objektif, dan

Mok = perbesaran sudut yang dihasilkan lensa okuler.

Mikroskop Elektron

Keterbatasan mikroskop optic adalah daya tembus cahaya dan sulitnya membuat lensa yang sangat tipis, dengan demikian sulit untuk mendapatkan pembesaran yang lebih tinggi agar dapat digunakan untuk objek yang sangat kecil. Pembesaran mikroskop optic biasa tidak lebih dari 1000 kali.

Untuk mengamati objek yang sangat kecil yang tidak bisa diamati oleh mikroskop optic maka, digunakan mikroskop electron. Mikroskop elektron menggunakan magnet sebagai pengganti lensa dan elektron sebagai pengganti sumber cahayanya. Elektron mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek daripada cahaya putih sehingga mempunyai daya tembus yang lebih besar.

Bagian – Bagian Utama Pada Mikroskop Optik.

Mikroskop yang biasa atau umum digunakan dalam pengamatan sederhana ialah mikroskop cahaya atau mikroskop optik. Pada dasarnya mikroskop optic dapat dibagi dalam dua bagian utama yaitu bagian Optik dan bagian mekanik (non Optik). Keterangan dari bagian – bagian mikroskop  beserta fungsinya dapat dilihat pada gambar di bawah.

Fungsi Utama dan Cara Kerja Mikroskop Optik- Cahaya
Gambar Mikroskop, Fungsi Utama dan Cara Kerja Mikroskop Optik- Cahaya

Bagian Optik

1) Lensa okuler, biasanya terdiri dari dua buah lensa dengan pembesaran masing- masing 5 kali dan 10 kali. Lensa ini merupakan tempat mata mengamati bayangan dari objek. Fungsi lensa okuler ini sama seperti fungsi dari lup, atau kaca pembesar.

Lup atau kaca pembesar atau sebagian orang menyebutnya sebagai suryakanta adalah lensa cembung yang berfungsi untuk melihat benda-benda kecil sehingga tampak lebih jelas dan lebih besar.

2) Lensa objektif, biasanya terdiri dari tiga buah lensa dengan pembesaran masing- masing 10 kali, 50 kali, dan 100 kali. Lensa ini yang berhadapan langsung dengan objek yang diamati, tepat di atas permukaan objeknya.

3) Cermin pada mikroskop berfungsi sebagai penangkap dan pengarah cahaya.

4) Kondensor, digunakan sebagai pengarah cahaya yang dipatulkan oleh cemin dan difokuskan ke objek.

5) Diafragma, berfungsi sebagai pengatur banyaknya cahaya yang mengenai objek.

Bagian Mekanik Non Optik

1) Revolver, digunakan untuk memutar pegangan lensa objektif sehingga pembesaran lensa yang diinginkan berada pada posisi yang siap digunakan.

2) Makrometer atau Pengatur kasar dan mikrometer atau pengatur halus digunakan untuk mengatur jarak antara lensa objektif dengan permukaan objek untuk mendapatkan fokus.

3) Tabung pada mikroskop berbentuk semacam teropong yang mana lensa- lensanya terletak pada okuler dan revolver.

4) Kaki dan pegangan atau lengan Mikroskop, bagian yang berfungsi sebagai penyangga bagian optik.

5) Meja preparat atau meja objek, merupakan tempat untuk objek yang akan diamati.

Contoh  Gambar Hasil Pengamatan Mikroskop Cahaya.

Salah satu pemanfaatan mikroskop optik di bidang teknik adalah pada bidang metalografi yang mengamati struktur logam. Sampel logam yang telah melalui tahap preparasi kemudian diamati di bawah mikroskop dan gambarnya diambil menggunakan camera khusus mikroskop. Contoh Foto mikro Struktur logam baja low carbon hasil pengamatan seperti ditunjukkan pada gambar di bawah.

Struktur Mikro Sebelum Dan Setelah Pengerjaan Dingin, Cold Rolling
Struktur Mikro Sebelum Dan Setelah Pengerjaan Dingin, Cold Rolling

Foto diambil pada pembesaran 500x. Baja sebelum mengalami deformasi (0%) den setelah mengalami deformasi 64% reduksi tebal. Dalam hal ini, Mikroskop optik cukup mampu mengidentifikasi perubahan struktur baja dengan sangat jelas.

Contoh Soal Ujian Dan Pembahasan Perhitungan Mikroskop

Sebuah mikroskop memiliki lensa okuler dengan pembesaran 5 sampai 10 kali dan lensa objektif dari 10 sampai 100 kali. Berapa pembesaran maksimum yang dapat dicapai oleh mikroskop tersebut:

Jawaban Soal Ujian

Pembesaran total mikroskop maksimum yang dapat dicapai adalah ketika pembesar lensa objektif dan lensa okuler pada posisi maksimum yaitu:

Mmak = Mob × Mok

Mob = 10 x (pembesarann maksimum)

Mok = 100 x (pembesaran maksimum)

Mmak = 10 x 100 = 1000x

Jadi pembesaran maksimum mikroskop adalah 1000 kali.